Omprosjektering av en moderne enebolig prosjektert i bindingsverk til massivtre

Omprosjektering av en moderne enebolig prosjektert i bindingsverk til massivtre

Redesign of a Modern Detached House in Half-Timber to Cross-Laminated-Timber

Trondheim Mai 2021

Navn studenter:

Marit Nesvold Engan Ronja Helle

Anne Dahn Landrø

Intern veileder:

Bozena Hrynyszyn Ekstern veileder:

Snorre Bjørkum

Prosjektnr:

2021 - 12 Rapporten er ÅPEN

TB YG 3 0 1 6 B a c h e lo ro ppg a ve bygg

Problemdefinering, prosjektbeskrivelse og resultatmål

Gruppen skal i hovedsak omprosjektere kataloghuset Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk til massivtre. Målet med rapporten er å finne den gunstigste

løsningen for bruk av massivtre i eneboligen. Hovedfokus skal være på

bygningsfysikken og utarbeidelse av detaljer. Med bygningsfysikk menes faktorer som energieffektivitet, luft-, varme-og fukttransport. Det vil være ønskelig å trekke inn faktorer som pris, miljø og bokvalitet som vil være relevant for markedsføring.

Det skal ses på ulik oppbygging av de forskjellige bygningsdelene. De ulike

løsningene skal sammenlignes og det skal diskuteres fordeler og ulemper for hvert alternativ. Det skal så utarbeides detaljtegninger for valgte løsninger.

Detaljtegningene skal ta for seg kritiske overganger. Det vil være relevant å se på kuldebroer knyttet til optimalisering av byggetekniske detaljer. Luft- og

varmetransportvurdering av komponentene utføres ved hjelp av enkle håndberegninger eller aktuelle program. Sammenligning av massivtre og

bindingsverk vil gjøres ved hjelp av erfaringer, beregninger og gjeldene verdier for kataloghuset.

Om mulig skal gruppen foreta målinger knyttet til bokvalitet og bygningsfysikk i en enebolig av massivtre. De aktuelle målingene gruppen har tenkt å gjennomføre er i forbindelse med akustikk, trykktest, CO2 og allergi/støv. Dette er kun

gjennomførbart hvis gruppen har tid og de ressursene som trengs for gjennomføring.

Resultatmål: Finne en gunstig løsning på omprosjektering av et hus i bindingsverk til massivtre.

Stikkord:

• Massivtre vs. bindingsverk

• Energioptimalisering av bolighus i massivtre

• Byggtekniske detaljer i massivtre

Keywords:

• Cross-laminated-timber vs. half- timber

• Energy optimization of detached dwellingin cross-laminated-timber

• Construction specifications to cross- laminated-timber

ii

iii

Sammendrag

De siste årene har massivtre vokst i popularitet og blir tatt i bruk mer og mer i større byggeprosjekter. Til tross for økt popularitet ser man sjeldent massivtre i eneboliger og andre mindre boligprosjekt. Rapporten har som mål å vise den gunstigste måten for bruk av massivtre i en enebolig ved omprosjektering fra bindingsverk til massivtre. Eksempelet som er brukt er kataloghuset Dråpen Moderne prosjektert av Norgeshus.

For en husprodusent som vurderer å øke bruken av massivtre vil det være svært interessant å få innsikt i hva en slik omprosjektering innebær for bygningsfysikken og eventuelle markedsfordeler det kan gi. Rapporten viser mulig prosjektering av detaljtegninger med fokus på bygningsfysikk. Det er spesielt lagt vekt på faktorer som energieffektivitet, luft-, varme- og fukttransport. Videre inneholder rapporten en vurdering av pris, bokvalitet og miljø. Disse faktorene er vurdert som mest relevante i forhold til markedsføring.

Rapporten viser fire ulike ytterveggoppbygninger. Løsning nummer en er massivtre med påforet bindingsverk, nummer to er fastskrudd isolasjon på utsiden, løsning tre har isolasjon mellom to massivtreelementer og løsning nummer fire har et isolasjonssjikt og et bindingsverksjikt på utsiden av

massivtreet. Den siste, kalt todelt ytterveggsløsning i denne rapporten, er vurdert som gunstigst med tanke på varme- og fukttransport. Med en isolasjonstykkelse på 150 mm gir det ytterveggen en U-verdi på 0,20 W/m²K.

Eksempelhuset benyttet i rapporten har et flatt tak og det er derfor valgt et flatt rettvendt kompakt tak ved omprosjektering. Bærekonstruksjonen for taket vil være 195 mm massivtre og det er valgt å ikke benytte dampsperre da massivtreet av denne tykkelsen vil være damptett. U-verdi for taket er 0,11 W/m²K.

Det er valgt å benytte plate på mark med todelt ringmur som fundamentering.

Løsningen er vurdert som sikrest for å forhindre fukt- og varmetransport og er vurdert som den gunstigste for å bryte kuldebroer. Den er ikke på markedet i dag og av den grunn er det valgt å utarbeide detaljtegning for et Jackon

Ringmurselement i tillegg. U-verdien for gulvkonstruksjonen er beregnet til 0,09 W/m²K.

iv

Innervegger og etasjeskiller er krysslagte massivtreelementer. I innervegger hvor det er nødvendig å føre tekniske installasjoner er det valgt å benytte bindingsverk.

Programvaren TEK-sjekk ble benyttet for å kontrollere at de valgte løsningene resulterte i en bolig som var innenfor kravene i teknisk forskrift. Netto

energibehov for Dråpen Moderne prosjektert i massivtre ble beregnet til 112 kWh/

m²år. Dette er innenfor kravet som er 112 kWh/m²år for boligen.

Det er lite forskning som viser at bokvaliteten er bedre ved bruk av massivtre i stedet for bindingsverk. Pris vil ha en innvirkning på markedet. Eksemplet benyttet i rapporten ble i overkant av 333 000 kr dyrere med massivtre enn bindingsverk. Ved sammenligning av CO2-utslipp kommer boligene ut ganske likt.

I utformingen av detaljtegninger er kuldebroer og energibehovet forsøkt redusert til et minimum. Rapporten presenterer flere detaljtegninger som ikke er benyttet i eksempelboligen, men som kan benyttes i andre massivtreprosjekter.

v

Abstract

Today most detached houses are made in half-timber. The building technique tracks back to the 1600 century. As a result, the building industry has lots of experience with the method. Cross-laminated timber (CLT) is a rather new material. Therefore the experience is limited. In recent years CLT has grown in popularity and it is getting used more often. Despite this, you rarely see it in detached houses and smaller buildings. In this report, a modern detached house (Dråpen Moderne) is getting redesigned from Half-timber to Cross-laminated timber.

The main focus of this report is building physics and the detail drawings. Building physics includes factors such as energy efficiency, air, heat and moisture

transport. Particular emphasis has been placed on the external wall construction, as there were several interesting solutions. Other factors that are relevant for marketing are also included in the report. This includes price, environment, and quality for human habitation.

It has been considered four different solutions for the external walls; two continuous, one biparted, and one cavity component. In the end, the biparted external wall solution was considered to be the most favorable concerning heat transport, and it has therefore been chosen for the redesign of Dråpen Moderne.

With 150 mm insulation, the U value became 0,20 W/m²K.

For the roof construction it is chosen a warm compact roof. The supporting structure consists of CLT and will be 195 mm thick. Since CLT this thick is considered vapor tight, you do not need to add a vapor barrier. U value for the roof ends up at 0,11 W/m²K.

For the foundation, it is chosen to opt for slab on grade. This is due to its benefits associated with moisture and heat transport. With 350 mm insulation the U value ends up at 0,09 W/m²K. Under the external walls a biparted ring wall solution has been chosen. However, in addition to the detail drawing of the biparted ring wall solution, a second detail drawing has been made for the foundation. For the

second drawing, a Jackon ring wall element is used. This is done due to the lack of

vi

biparted ring wall solutions on the marked. The second solution is not necessarily as energy-efficient, but it is available today.

The floor separators and most of the interior walls are CLT. The remaining interior walls are half-timber. The use of half-timber is necessary due to the technical installations.

To control that all the chosen building components results in a house that is within the requirements of TEK17, the software TEK-sjekk has been used. The primary energy demand for Dråpen Moderne projected in CLT ended at 112 kWh/m²year.

This is within the requirement of 112 kWh/m²year.

It is often said that CLT has a significant advantage over half-timber when it comes to quality for human habitation. It is not done extensive research and is mostly based on experience. When it comes to cost CLT is a bit more expensive than half-timber. Dråpen Moderne projected in CLT ended up 333 000 kr above the cost of the half-timber version. This will affect the market. Environment friendly is also often used to describe CLT. When compared to materials like concrete and steel, this is a valid argument. Compared to other wood-based materials, this may not be the case. Half-timber and CLT have different strengths and end up roughly the same from an environmental perspective.

Although CLT is a full-fledged alternative to half-timbering as is, more knowledge and experience are needed to make it more comprehensive. For the redesign of Dråpen Moderne, the solution with CLT ended up better concerning energy efficiency than solutions with half-timber.

vii

Innholdsfortegnelse

FORORD ... I SAMMENDRAG ... III ABSTRACT ... V

1 INTRODUKSJON ... 1

1.1 BAKGRUNN ... 1

1.2 MOTIVASJON OG FORMÅL ... 2

1.3 OMFANG OG AVGRENSINING ... 3

1.4 BEGREPSFORKLARING ... 4

1.5 NORGESHUS AS ... 6

1.6 KATALOGHUSET DRÅPEN MODERNE ... 7

2 TEORI ... 9

2.1 LOV, FORSKRIFT, NORM ... 9

2.1.1 Minimumskrav etter TEK17 ... 9

2.1.2 Energiramme ... 10

2.2 FUKTTRANSPORT ... 11

2.3 VARMETRANSPORT ... 14

2.3.1 U-verdi ... 15

2.3.2 Kuldebro ... 15

2.4 MASSIVTRE... 16

2.4.1 Generelt ... 16

2.4.2 Elementtyper ... 17

2.4.3 Fordeler med massivtre ... 18

viii

3 METODE ... 19

3.1 INNHENTING AV INFORMASJON ... 19

3.2 PROGRAMVARER ... 19

3.2.1 ArchiCAD ... 19

3.2.2 THERM ... 20

3.2.3 TEK-sjekk ... 22

4 ANALYSE OG RESULTAT ... 24

4.1 BYGNINGSDELER ... 24

4.1.1 Yttervegg ... 24

4.1.2 Takkonstruksjon ... 30

4.1.3 Fundamentering ... 33

4.1.4 Etasjeskiller ... 37

4.2 PRIS ... 37

4.2.1 Overslagspris for yttervegg i massivtre ... 37

4.2.2 Totalpris for kataloghuset ... 39

4.3 VALGT LØSNING ... 39

4.3.1 Bygningsdeler ... 39

4.3.2 Tekniske installasjoner ... 40

4.4 THERM ... 43

4.5 TEK-SJEKK ... 44

4.6 SAMMENLIGNING AV MASSIVTRE OG BINDINGSVERK ... 45

4.6.1 Fukttransport ... 45

4.6.2 Varmetransport ... 46

ix

4.6.3 Energibehov ... 49

4.6.4 Pris ... 49

4.6.5 Miljø ... 50

4.6.6 Bokvalitet ... 51

4.7 OVERGANGER ... 52

4.7.1 Yttervegg / Fundament ... 52

4.7.2 Yttervegg / Etasjeskiller ... 55

4.7.3 Yttervegg / tak ... 56

4.7.4 Vindusinnsetting ... 57

5 DISKUSJON ... 61

5.1 YTTERVEGG ... 61

5.1.1 Usikkert ved prisoverslag ... 64

5.2 TAKKONSTRUKSJON ... 65

5.3 FUNDAMENTERING ... 66

5.4 ETASJESKILLER ... 67

5.5 INNERVEGG ... 68

5.6 TEK-SJEKK ... 69

6 FORSKNING OG UTVIKLING ... 71

7 KONKLUSJON ... 72

LITTERATURLISTE ... 73

FIGURLISTE ... 77

TABELLISTE ... 80

VEDLEGGSLISTE ... 81

1

1 Introduksjon 1.1 Bakgrunn

Den siste tiden har det vært et økende marked for massivtre i byggebransjen.

Flere større aktører har blitt bevisste på sertifisering, miljøkalkulasjon og

materialer med lavt klimagassutslipp (6).

Massivtre har unike egenskaper som gjør at det har en stor allsidighet. Med

mulighet for lange spenn og høye hus kan dette være framtidens materiale. Det er

en økt satsning på skog- og trenæringen og det har blitt flere

massivtreprodusenter i Norge (6). Figur 1-1 viser en hytte i massivtre.

I Norge er det vanligere å benytte

bindingsverk enn massivtre for eneboliger.

Bindingsverk er en rammekonstruksjon bestående av stendere, sviller og losholter (Figur 1-2). En yttervegg vil som oftest være bygd opp med et isolert stenderverk, dampsperre på varm side og vindsperre på kald side. Innvendig kledning kan være blant annet tre- eller gipsplater, mens det utvendig ofte er trepanel for eneboliger.

Bransjen har opparbeidet seg erfaring med bindingsverk i mange år.

Massivtre kan benyttes i alle typer bygg, som for eksempel boliger og næringsbygg (7). Rapporten skal se på om massivtre kan konkurrere med

bindingsverk i eneboliger. Vurderinger på om massivtre er like energieffektivt som bindingsverk er sentralt i konklusjonen.

Figur 1-2 Bindingsverk (5) Figur 1-1 Hytte i massivtre (1)

2

1.2 Motivasjon og formål

Bakgrunnen for valg av tema baserer seg på gruppens egeninteresse for

massivtre. Gruppen ser på massivtre som et framtidsrettet materiale, som det er ønskelig å skaffe seg mer kunnskap om. Gjennom studieløpet har det vært stort fokus på tradisjonelle byggemetoder. Bruk av massivtre i bygninger har i liten grad blitt belyst. Bacheloroppgaven ble sett på som en mulighet til å skaffe seg mer kunnskap om det relativt nye materialet.

Å kunne bidra til utvikling er svært motiverende. Det er spennende å hente inspirasjon fra næringen og bruke deres kunnskap til å utvikle en enebolig i massivtre. Gruppen har lyst til å være med på utviklingen ved å komme med et konkret forslag til hvordan en enebolig kan prosjekteres.

Hovedformålet med denne rapporten er å omprosjektere en enebolig i bindingsverk til massivtre.

3

1.3 Omfang og avgrensining

Ved omprosjektering av Dråpen Moderne tas det utgangspunkt i de utvendige målene til boligen. Utvendige BYA er dermed identisk for de to boligene.

Innvendige mål kan avvike noe da en bindingsverksvegg og massivtrevegg kan gi ulik total tykkelse.

Ulike oppbygninger av bygningsdeler skal vurderes opp mot hverandre.

Grunnlaget for valg av løsning skal basere seg på å oppnå en energieffektiv bolig.

Det skal utarbeides følgende detaljtegninger:

− Overgang fundament / yttervegg

− Overgang yttervegg / etasjeskiller

− Overgang yttervegg / tak

− Vindusinnsetting

− Snitt

Begrenset tid til gjennomføring av oppgaven gjør at ikke alle aspekter ved omprosjekteringen er vurdert. Det velges å se bort fra lyd, akustikk og brannsikkerhet.

Pris, bokvalitet og miljøvennlighet blir vurdert som relevante i sammenheng med markedsføring. Med hensyn til pris skal det utarbeides et prisoverslag for de aktuelle ytterveggsløsningene. Totalt prisoverslag for boligen gjennomføres av Norgeshus. En kort sammenligning av CO2-utsipp ved bruk av bindingsverk og massivtre i eneboliger skal gjennomføres.

Arkitekt Inger Johanne Fagerli har stilt sin enebolig i massivtre til disposisjon. På grunn av manglende tilgang på nødvendig utstyr blir det ikke utført konkrete målinger på bokvalitet. Et intervju med Fagerli (vedlegg E-1) skal gjennomføres for å innhente erfaringer om bokvaliteten.

Ved sammenligning av Dråpen Moderne utført i massivtre kontra bindingsverk er det gjeldende verdier for kataloghuset som legges til grunn. Energieffektivitet, pris og bokvalitet vil bli sammenlignet.

4

1.4 Begrepsforklaring

Balansert ventilasjon

Ved balansert ventilasjon går både tilluft og fraluft i et kanalnett i bygget. Man kan både forvarme, filtrere, varmegjenvinne og støydempe luften.

Blåseisolasjon

Blåseisolasjon består av det samme grunnmaterialet som isolasjonsplater.

Forskjellen fra plateisolering er at isolasjonen blir blåst eller sprøytet på plass.

BRA

BRA er bruksarealet. Det vil si det innvendige arealet i boligen utenom ytterveggene.

BYA

BYA er “fotavtryket” til bygget. Det vil si det arealt som bygningen opptar av tomtens totale areal.

Hygrotermiske forhold

Hygrotermisk betyr at materialet kan både utveksle fukt med omgivelsene og har en relativt høy varmekapasitet.

Konkave menisker

En konkav menisk er formen på væskeoverflaten i et rør. Det er når overflaten buer nedover.

5 Luftpermeable materialsjikt

Det er et materiale hvor luft enkelt kommer seg gjennom. Materialet vil ikke stenge luft inne.

Netto energibehov

Netto energibehov er summen av energibehovet for oppvarming, kjøling,

ventilasjon og utstyr. Det estimeres ved hjelp av standardisert bruk av bygget og er helt uavhengig av energiforsyningen. Man tar altså ikke hensyn til

virkningsgraden eller energitapet til systemet.

6

Figur 1-6: Haugli illustrert av Norgeshus(2)

1.5 Norgeshus AS

Norgeshus AS er en husleverandør som følger deg hele veien fra boligdrøm til innflytningsklart hus. I over 30 år har de levert mer enn 18 500 boliger i Norge.

De dekker hele spekteret innen boligbygging – fra regulering og

arkitekturprosjektering til søknadshåndtering og ferdigstilling. I katalogene deres kan man finne et bredt spekter av bolig- og hyttetyper. Disse kan du beholde som de er eller bruke som utgangspunkt for din boligdrøm. (2)

Norgeshus er en av de ledende aktørene på markedet for levering av hus og boligbygg. I tillegg til den tradisjonelle ferdighusbransjen, leverer de også større prosjekter innen leiligheter, næringsbygg og offentlige bygg. Figurene er illustrert av Norgeshus og viser et utdrag av kataloghusene man kan finne på Norgeshus sine sider. (2)

Figur 1-8: Dråpen Tradisjon illustrert av Norgeshus (2)

Figur 1-4: Dråpen Original illustrert av Norgeshus (2)

Figur 1-5: Bretten illustrert av Norgeshus (2)

Figur 1-7: Vika illustrert av Norgeshus (2) Figur 1-3: Fauna illustrert av Norgeshus (2)

7

1.6 Kataloghuset Dråpen Moderne

Kataloghuset Dråpen kommer i tre varianter; Dråpen Original, Dråpen Moderne og Dråpen Tradisjon. Det er det utvendige som skiller de tre variantene. I rapporten er det Dråpen Moderne, illustrert på Figur 1-9, som skal omprosjekteres.

Dråpen Moderne er en toetasjes enebolig med et bebygd areal på 97,1 m² (3).

Den er prosjektert med flatt tak og med en takterrasse over deler av første etasje.

Planløsningen er utformet for å utnytte det tilgjengelige arealet på best mulig måte. Oppholdsrommene er lagt til første etasje og de tre soverommene er i andre etasje. Figur 1-10 og Figur 1-11 viser planløsningen for Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk. Plantegningene vil være like ved omprosjekteringen til massivtre.

Figur 1-9: Dråpen Moderne illustrert av Norgeshus (3)

Figur 1-10: 1.etg - Dråpen Moderne

illustrert av Norgeshus (3) Figur 1-11: 2.etg - Dråpen Moderne illustrert av Norgeshus (3)

8

Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk benytter plate på mark. Ytterveggen består av 148 + 48 mm isolert bindingsverk og takkonstruksjonen er et flatt kompakt tak med 350 mm isolasjon. Etasjeskiller og terrasse er utført som bjelkelagskonstruksjon. Vinduene som er benyttet er tre-lags passivhusvindu.

Boligen er bygd i henhold til gjeldende teknisk forskrift. I Tabell 1-1 kommer relevante verdier knyttet til Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk.

Tabell 1-1: Relevante verdier for Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk

Dråpen Moderne [kWh/(m²år)]

Netto energibehov 110

Bygningskomponenter U-verdi [W/(m²K)]

Plate på mark 0,094

Yttervegg 0,198

Tak 0,110

Takterrasse 0,130

9

2 Teori

Kapittelet om teori beskriver hvilke lover og forskrifter som ligger til grunn for rapporten. Temaer og begreper som er aktuelle for å besvare problemstillingen blir belyst og forklart. Det blir blant annet sett nærmere på fukt- og

varmetransport.

2.1 Lov, forskrift, norm

Ved oppføring av nye bygg stilles det en rekke krav til prosjektering og

gjennomføring. Plan- og bygningsloven kommer med bestemmelser om hvordan arealet i Norge skal reguleres og brukes. Byggteknisk forskrift (TEK17) og

veiledning til byggteknisk forskrift (vTEK) utfyller vedtektene i plan- og

bygningsloven. Det finnes også kommunale retningslinjer som må overholdes. Ved omprosjektering har nevnte lover og forskrifter blitt lagt til grunn. SINTEF har preaksepterte løsninger som kan benyttes ved prosjektering.

2.1.1 Minimumskrav etter TEK17

Byggteknisk forskrift kapittel 14 tar for seg energikravene til et bygg. Fra TEK17 er det satt ulike krav basert på hvilken bygningskategori bygget går under.

Kataloghuset Dråpen Moderne faller under kategorien småhus og skal oppfylle gjeldene krav.

For småhus kan man benytte både energirammemetoden og

energitiltaksmetoden. Formålet med begge metodene er å sikre energieffektive bygninger. Med energieffektivitet menes hvor godt bygningens tilførte energi benyttes. Faktorer som inngår i vurderingen er U-verdi og luftlekkasje.

Energieffektive bygninger har et lavt netto energibehov som gjør bygget mer miljøvennlig.

Minimumskravene i TEK17 må oppfylles for begge metodene. For småhus som ikke oppføres med vannbåret varme er det krav om at det monteres skorstein.

Det utelukkes dersom netto energibehov ikke overskrider passivhusstandard, gitt i NS 3700:2013. Ingen varmeinstallasjoner kan benytte fossilt brensel. Det stilles

10

krav til U-verdi for tak, yttervegg, gulv mot grunn og mot det fri, vindu og dører, samt lekkasjetall. Tabell 2-1 viser minimumskravene. (8)

Tabell 2-1: Minimumskrav etter TEK17

U-verdi yttervegg [W/(m² K)]

U-verdi tak [W/(m2 K)]

U-verdi gulv mot grunn og mot det fri [W/(m² K)]

U-verdi vindu og dører inkludert karm/ramme [W/(m² K)]

Luftlekkasjetall ved 50 Pa trykkforskjell (luftveksling per time)

≤0,22 ≤0,18 ≤0,18 ≤1,2 ≤1,5

Tallene i tabellen er hentet fra TEK17, §14-3 a). Tilleggskravene i

energitiltaksmetoden eller energirammemetoden må også tilfredsstilles.

Norgeshus benytter energirammemetoden. Det er derfor valgt å benytte denne metoden i rapporten.

2.1.2 Energiramme

Energiramme baserer seg på det totale netto energibehovet til bygget. Metoden benyttes for å dokumentere krav til energieffektivitet. Minimumskravene må være oppfylt for å benytte energirammemetoden. Ved hjelp av NS 3031 beregnes

energibehovet og kontrolleres mot kravene i TEK17. Det er standardverdier som benyttes. Det dokumenteres ved hjelp av et energibudsjett og skjema for sentrale inndata (9). Kravene som energibehovet må sammenlignes med er oppgitt i

TEK17 §14-2 a). Verdien er oppgitt i kWh/(m² oppvarmet BRA per år). For småhus er kravet 100+1600/(m² oppvarmet BRA) (8). For Dråpen Moderne prosjektert i massivtre vil energirammekravet være:

100𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ

𝑚𝑚² +1600 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ

132 𝑚𝑚² = 112,1 𝑘𝑘𝑘𝑘ℎ/𝑚𝑚²

TEK-sjekk er benyttet for å beregne netto energibehov til Dråpen Moderne prosjektert i massivtre.

11

2.2 Fukttransport

Fukt er den største årsaken til byggskader. Omtrent 75 % av alle byggskader har sammenheng med fukt og kan måles ved å se på relativ fuktighet (RF). Det kan uttrykkes ved vanninnhold [g/m3] eller ved vanndamptrykk. Ved 100 % RF har luften oppnådd fuktmetning. Vanndampinnholdet vil være ulikt ved fuktmetning for ulike temperaturer. Varm luft kan ha et høyere vanndampinnhold enn kald luft og der varm og kald luft møtes kan det oppstå dugg og kondens. Den varme luften blir nedkjølt og kan da holde på mindre vanndamp. Det gjør at RF vil stige og om den når 100 % vil det gå over til væske. Figur 2-1 er et

luftfuktighetsdiagram som viser sammenhengen mellom vanndampinnhold, temperatur og RF. (10)

Figur 2-1 Luftfuktighetsdiagram (10)

Fukt kan føre til blant annet svinn, svell, muggvekst og råte. For eneboliger er det mange fuktutsatte punkter. På Figur 2-2 vises vanlige fuktkilder og

transportformer. Ved utforming av detaljtegninger må det legges ekstra fokus på disse punktene. Tre er et hygroskopisk materiale, som vil si at det trekker til seg

12

vann. En massivtrebolig består i hovedsak av tre og det er derfor ekstra viktig å oppnå tette overganger.

Fukt har flere metoder å forflytte seg i bygninger på. Hovedmetodene er

kapillærsuging, vanndampdiffusjon, fuktkonveksjon og væskestrømning (10). For å forhindre fuktskader er det viktig å vite hvordan de fungerer.

Figur 2-2 Vanlige fuktkilder og transportformer (10)

Kapillærsuging er vanntransport på grunn av kapillærkrefter i porene til

materialet. Vannet beveger seg i porene til treet, men porene er ikke fullstendig mettet med vann. Det oppstår når det er ulikt porevannsundertrykk. Undertrykket dannes ved konkave menisker og er omvendt proporsjonal med poreradien. Tre er et finporøst materiale som betyr at det vil suge vann fra et mer grovporøst

materiale. Betong er et grovporøst materiale, så for å hindre treet i å ta opp vann fra betongen benyttes ofte et kapillærbrytende sjikt mellom materialene (11). Det kapillære området er når RF overstiger 98 %. Det oppstår ofte når materialet er i direkte kontakt med fritt vann (10). Hvis fuktnivået i materialet økes og

porevannsystemet blir kontinuerlig (mettet) betegnes det som væskestrømning.

Transport i væskeform kan også skyldes vanntrykk mot vegg, slagregn mot fasade og lekkasjer hvor vann kan renne inn.

13 Vanndampdiffusjon skjer når det er forskjeller i vanndamptrykket. I luft vil

damptrykket prøve å utjevne seg. Det skjer ved at vanndampen beveger seg i retning av et lavere vanndamptrykk (11). Den høyeste vanndampkonsentrasjonen vil oppstå på varm side av konstruksjonen. Varm inneluft kan inneholde mer vanndamp enn kald uteluft og vil ha lyst til å bevege seg gjennom konstruksjonen og ut til et lavere damptrykk. Det kan skape problemer ved at varm inneluft og kald uteluft møtes inne i konstruksjonen. Vanndamp diffunderer ut i veggen og møter kald uteluft slik at RF stiger og dampen kondenserer. Dette forebygges ved et damptett sjikt på varm side som vil hindre den fuktige inneluften fra å trenge inn i veggen.

Fuktkonveksjon er når vanndamp transporteres ved luftstrømmer. Når det er ulikt lufttrykk vil det prøve å utjevnes og kan føre til vanndamptransport. Det foregår ofte i luftrom eller luftpermeable materialsjikt inne i konstruksjonen. Totaltrykket over eller under en bygningsdel kan også gi konveksjon. Vind, ventilasjon og temperaturforskjeller kan gi trykkforskjeller som fører til transport av vanndamp.

Et eksempel på dette er når det oppstår overtrykk oppunder himlingen. Da vil trykkforskjellen som oppstår inne og ute prøve å utjevne seg. Dersom

takkonstruksjonen ikke er tett vil det oppstå en drivkraft innenfra og ut (11). Den varme og fuktige inneluften vil da kjøles ned inne i konstruksjonen og gi fare for kondens. Montering og planlegging er derfor viktig for å oppnå et tett bygg som hindrer transport av fukt.

For å sikre mot fukt benyttes totrinnstetting. Det plasseres et damptett sjikt på varm side og et diffusjonsåpent sjikt på kald side. Dette gjøres ofte ved hjelp av dampsperre og vindsperre. Dampsperrens hovedfunksjon er å sikre en luft- og diffusjonstett konstruksjon. Vindsperren skal være vannavvisende, men

diffusjonsåpen. Vanndamp inne i konstruksjonen skal kunne luftes ut og vann som trenger gjennom den utvendige kledningen skal ikke komme inn til isolasjonen.

Monteringen er veldig viktig når det kommer til vindsperrens lufttetthet. Det må unngås hull og påses at alle skjøter klemmes tette. Dampsperren bidrar også til dette ved at fuktig inneluft ikke går videre inn i konstruksjonen. Ved å benytte prinsippet med totrinnstetting vil man hindre mange av problemene tilknyttet fukt.

14

2.3 Varmetransport

Varmetransport er overføringen av varme fra varm side til kald side gjennom et medium. Dette kan skje i form av (12):

- Konveksjonsstrømning i væsker, gasser og luft

- Varmeledning i væsker, gasser, luft og faste materialer - Stråling i hulrom med luft eller en gass

Ved konveksjon er det strømninger i væsker, gasser eller luft som transporterer energi. Strømningene skjer siden varm luft har en lavere tetthet enn kald luft.

Varm luft vil da stige oppover i konstruksjonen og presse den kalde luften ned.

Siden konveksjon ikke kan oppstå i faste stoffer er det i hulrom med luft inne i konstruksjonen det vil forekomme. Derfor bør man unngå unødvendige hulrom slik at man unngår varmetap gjennom konveksjon.

Varmeledning er når termisk energi overføres fra varm til kald side. Den termiske energien får atomer og molekyler til å vibrere mot hverandre. Når atomer og molekyler som ligger nært hverandre kolliderer vil den termiske energien

overføres. Ulike materialer har ulik evne til å lede varme. Et resultat av dette er kuldebroer, som forklares nærmere under punkt 2.3.2. Dersom et material har lav varmekonduktivitet vil det si at materialet har lav varmeledningsevne og god isolasjonsevne. Varmekonduktivitet uttrykkes ofte som en lambda-verdi (λ) og har benevningen W/mK.

Varmestråling er overføring av varme i form av bølger som forplanter seg i det tomme rom. Alle varme stoffer eller legemer sender ut stråling. For eksempel sola, mennesker og ovner. Varmestrålene fra varm side består av korte bølger som frakter mer energi enn langbølget stråling fra kald side. Temperaturen til strålekilden og emisjonsfaktoren til et legeme avgjør hvor mye varmestråling det gir. Høy emisjonsfaktor vil si lite reflekterende stråling og lav vi si mye

reflekterende stråling (13).

15 2.3.1 U-verdi

U-verdi er et mål på hvor lett en bygningsdel slipper gjennom varme.

Benevningen er W/(m²K) og angir hvor mange watt som strømmer gjennom et areal på 1 m² når temperaturforskjellen på hver side av bygningsdelen er 1 kelvin.

Lav U-verdi indiker at bygningskomponenten er godt isolert. (14)

En konstruksjonsdel består ofte av flere ulike materialer. For å beregne total varmemotstand gjennom en bygningsdel må man legge sammen

varmemotstanden til alle sjiktene, samt utvendig varmemotstand (Rse) og innvendig varmemotstand (Rsi). (12)

U-verdi kan også beregnes ved hjelp av digitale verktøy, blant annet THERM.

Dette programmet gir en mer effektiv og nøyaktig beregning sammenlignet med håndberegninger.

2.3.2 Kuldebro

En kuldebro er en del av klimaskjermen der varmemotstanden reduseres og påvirker varmetapet til konstruksjonen. En bolig som ellers er godt isolert kan få et betydelig større varmetap som et resultat av kuldebroer.

Man deler inn i to hovedkategorier av kuldebrobidrag; geometriske bidrag og materialbidrag (15). De geometriske bidragene kommer av forskjell i

overflateareal for utvendig og innvendig overflate. Endring i tykkelse og vinkel i klimaskjermen kan resultere i geometriske kuldebroer. Figur 2-3 og Figur 2-4 illustrerer to eksempler på geometriske kuldebrobidrag (16). Med god planlegging og nøye utformede detaljtegninger kan man minimere bidragene. Materialbidrag

16

er avhengig av hvilke material som er brukt og hvordan de plasseres i

tilslutninger. Eksempelvis hvor dekket helt eller delvis bryter klimaskjermen (Figur 2-5) (15).

Kuldebroer kan gi lav overflatetemperatur og medføre kondens, kaldras, redusert termisk komfort og temperaturspenninger. Dette skjer når varmetapet gjennom kuldebroen er høyere enn varmetapet gjennom klimaskjermen rundt. Ofte fører kuldebroer til økt varmetap, men det hender at man oppnår negative

kuldebroverdier. For eksempel ved innadgående hjørner. Den negative verdien kommer av at målt utvendig areal er mindre enn målt innvendig areal (15).

Beregning av varmetap som et resultat av kuldebroer kan gjøres på flere måter.

For eksempel numerisk beregning, kuldebrotabeller, manuell beregning og grovestimering (17). I rapporten er det ikke gjennomført beregninger på kuldebroverdier da det er tidkrevende og krever mer kunnskap om avansert bygningsfysikk.

2.4 Massivtre

2.4.1 Generelt

Massivtre er et resultat av behovet for mer miljøeffektive konstruksjonsløsninger.

Tidlig på 1990-tallet startet utviklingen av byggesystemet og i dag er det en anerkjent byggemetode som benyttes mer og mer. Massivtre defineres som lameller satt sammen til elementer. Vanligvis ved bruk av spiker, skruer,

tredybler, lim eller stålstag. Massivtre blir ofte betegnet som KLT (Kryss-Laminert- Tømmer) eller CLT (Cross-Laminated-Timber). (7)

Figur 2-3: Endring i materialtykkelse illustrert av prosjektgruppen.

Figur 2-4: Geometrisk kuldebro:

Ytterveggshjørne illustrert av prosjektgruppen.

Figur 2-5: Gjennomtrenging av klimaskjerm illustrert av prosjektgruppen.

17 Massivtreelementenes lave egenvekt kombinert med stor styrke gir mange ulike bruksområder. Man kan benytte de som både bærende og ikke-bærende

elementer i gulv, vegger og tak. Hele bæresystemet kan bygges opp av massivtreelementer eller i kombinasjon med andre materialer. (7)

2.4.2 Elementtyper

Massivtre kan deles inn i tre hovedkategorier; krysslagte-, kantstilte- og hulromselementer.

Krysslagte elementer er en samlebetegnelse for lameller satt sammen i flere sjikt (Figur 2-6).

Sjiktene er ofte lagt 45° eller 90° i forhold til hverandre. Sammenføyningen gjøres vanligvis ved bruk av lim eller tredybler. Krysslagte elementer brukes oftest som veggelementer.(7)

Kantstilte elementer er en samlebetegnelse for elementer satt sammen av stående lameller (Figur 2-7). Sammenføyningen gjøres vanligvis ved bruk av skruer, spiker, lim, tredybler eller stålstag.

Kantstilte elementer brukes vanligvis som etasjeskillere og takkonstruksjoner. (7)

Hulromselementer er en samlebetegnelse på massivtreelementer som har et øvre og nedre massivtreelement med et hulrom i midten (Figur 2-8). Selv om disse elementene ikke danner massive tretverrsnitt, er treandelen så høy at de karakteriseres som massivtreelementer. (7)

Massivtreelementer kan utformes etter ønske, med utsparinger og kanaler for tekniske installasjoner.

Figur 2-6: Krysslagt massivtreelement (4)

Figur 2-7: Kantstilt massivtreelement (4)

Figur 2-8: Hulromselement i massivtre (4)

18

2.4.3 Fordeler med massivtre

Det er flere fordeler med massivtre. Treteknisk trekker frem følgende (7);

- Stor fleksibilitet ved formgivning, planløsning og konstruksjon - Kort byggetid og god totaløkonomi

- Enkelt å kombinere med andre materialer

- Lav vekt og enkel montering av tekniske installasjoner - Godt arbeidsmiljø og ryddig arbeidsplass

- Positive miljøegenskaper

- God rådstoffutnyttelse og utnyttelse av trevirkets egenskaper

En annen fordel massivtre har er at det regnes som diffusjonstett dersom

elementene har en tykkelse på 80 mm eller mer (7). For bygninger hvor det er et normalt tørt inneklima vil det derfor ikke være nødvendig med et eget

dampsperresjikt. Man bør imidlertid være oppmerksom på luftlekkasje i skjøter mellom massivtreelementer samt tilslutninger mellom massivtre og andre komponenter.

Byggetiden påvirker totalkostnaden til et byggeprosjekt. Massivtreelementer produseres innendørs i tørre, rene omgivelser og man slipper å gjøre tilpasninger på byggeplass. Elementene leveres med en trefuktighet på 8-14 %, som medfører redusert behov for uttørkingstid av byggfukt (7).

Mange arkitekter og utbyggere mener massivtre gir et godt arkitektonisk utgangspunkt (7). Hele veggen kan også benyttes som spikerslag i et massivtrehus.

Massivtreelementer medfører lite avfall og det er teknisk gjennomførbart med forsiktig demontering å benytte massivtre til et nytt trebasert produkt (18). Det kan også gjenvinnes som biodiesel og plantematerialer (4).

19

3 Metode

I metodekapittelet beskrives hvilke metoder som har blitt benyttet for å skrive rapporten. Det forklares hvordan informasjon har blitt innhentet og hvilke

programvarer som har blitt brukt. Det er også beskrevet hvilke data som inngår i beregningene.

3.1 Innhenting av informasjon

Norgeshus har bidratt med tegningsgrunnlag, kalkyle av den ferdigprosjekterte boligen og veiledning underveis. I tillegg har de bistått med kontaktinformasjon til aktuelle leverandører. Arkitekt Inger Johanne Fagerli har stilt sin enebolig utført i massivtre til disposisjon og delt sine erfaringer med å bo i en massivtrebolig.

Det er gjort litteratursøk hvor kilder som for eksempel byggforsk og trekteknisk er benyttet. All informasjon som er brukt i rapporten er kontrollert opp mot andre uavhengige kilder. Det er gjort for å sikre at rapporten inneholder mest mulig pålitelig informasjon. Fagfolk i byggebransjen er også kontaktet for å få deres råd og erfaringer.

3.2 Programvarer

3.2.1 ArchiCAD

ArchiCAD er et BIM-verktøy (bygningsinformasjonsmodell). I programmet kan man modellere og konstruere bygninger og detaljer. Programmet gir stor

tegningsfrihet og man kan modellere i både 2D og 3D. Ved endt prosjektering kan tegninger og detaljløsninger skrives ut. Det er også mulig å hente ut mengder og arealer, noe som gir god oversikt i alle prosjekteringsfaser. Programmet gir også et visuelt bilde av konstruksjonen og man kan bevege seg rundt i bygget.

ArchiCAD oppdateres årlig og det kommer stadig nye forbedringer. I rapporten er ArchiCAD 24 benyttet til å produsere detaljtegninger og snitt av Dråpen Moderne prosjektert i massivtre.

20

Tegningene som er produsert er:

- Prinsippskisser for komponenter og overganger presentert i rapporten - Overgang yttervegg/fundament

- Overgang yttervegg/tak

- Overgang yttervegg/etasjeskiller - Vindusinnsetting

- Snitt

- Ventilasjonsføringer

3.2.2 THERM

THERM er utviklet ved Lawrence Berkeley National Laboratory. Det er et todimensjonalt modelleringsprogram for varmeoverføring. THERMs

varmeoverføringsanalyse benyttes til å evaluere komponenters energieffektivitet og lokale temperaturmønster. Det gjøres ved å simulere materialsjikt med

tilhørende varmekonduktivitet (19). I rapporten brukes programvaren til å sammenligne U-verdier for ulike ytterveggsoppbygginger av massivtre og andre valgte bygningskomponeneter.

Programmet har et grensesnitt hvor et tverrsnitt av de komponentene man skal betrakte tegnes opp. De ulike komponentene legges inn med aktuelle mål og plasseringer og tilordnes gjeldene materialparametere. For homogene

materialsjikt legges varmekonduktiviteten for det gjeldene materialet inn. Det vil for eksempel være aktuelt for et massivtreemement. Dersom et sjikt består av flere materialer, som et isolert bindingsverk, må det opprettes et material i programmet. For det nye materialet legges varmekonduktivitetene og andel av hvert material i sjiktet inn i programmet.

For å angi grenser og overflater i programmet bruker man funksjonen "Boundary Conditions". Her legger man inn varmeovergangsmotstanden for overflater og temperaturen for omgivelsene. Varmeovergangsmotstanden er et uttrykk for den motstanden varmeoverføringen møter ved en innvendig eller utvendig overflate.

Det skilles mellom innvendig (Rsi) og utvendig (Rse) varmeovergangsmotstand. I programvaren benyttes den inverse verdien for Rsi og Rse. Standardverdier for disse beskrives i Tabell 3-1. Merk at ved godt ventilerte luftsjikt ser man bort fra

21 varmemotstanden til luftsjiktet og materialet utenfor. Her setter man utvendig varmeovergangsmotstand lik den innvendige (12). Det er tilfellet for utvendig luftet kledning.

I rapporten benyttes THERM 7.7. U-verdi får man dirkete ut fra programmet.

Tabell 3-1 viser inngangsverdiene som ble benyttet i analysen. Vedlegg D-1 viser resultatene fra THERM.

Tabell 3-1: Inngangsverdier benyttet under analyse i THERM Dimensjonerende varmekonduktivitet

λ [W/(mK)] Kilde

Massivtre 0,12 (20)

Mineralull 0,034 (14)

Mineralull + bindingsverk 0,042* -

Blåseisolasjon 0,038 F-4

Blåseisolasjon + mineralull 0,045** -

Trykkfast isolasjon 0,034 (14)

Vindsperre (asfaltplate) 0,05 (14)

Påstøp 2,00 (14)

Membran 0,25 (14)

Dampsperre 0,1 (14)

Varmeovergangsmotstand Rsi

[m²K/W]

Rse

[m²K/W]

Rsi-1

[W/m²K]

Rse-1

[W/m²K]

Kilde

Horisontalt 0,13 0,04 7,69 25 (12)

Oppover 0,10 0,04 10 25 (12)

Nedover 0,17 0,04 5,88 25 (12)

* Det er benyttet 9% treandel for stendervek på 36x98 mm. Beregning av varmeledningsevne for isolert bindingsverk med plateisolasjon:

- 𝜆𝜆𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡=𝜆𝜆_𝑡𝑡 = 0,12 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚 - 𝜆𝜆𝑚𝑚𝑡𝑡𝑚𝑚𝑡𝑡𝑡𝑡𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚𝑚=𝜆𝜆_𝑚𝑚= 0,034 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚

- 𝜆𝜆_{𝑡𝑡+𝑚𝑚}=𝐴𝐴_𝑚𝑚⋅ 𝜆𝜆_𝑚𝑚+𝐴𝐴_𝑡𝑡⋅ 𝜆𝜆_𝑡𝑡= 0,91⋅0,034 + 0,09⋅0,12 = 0,042 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚

22

** Det er benyttet 9% treandel for stendervek på 36x98 mm. Beregning av varmeledningsevne for isolert bindingsverk med blåseisolasjon:

- 𝜆𝜆𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡𝑡=𝜆𝜆_𝑡𝑡 = 0,12 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚 - 𝜆𝜆𝑏𝑏𝑚𝑚å𝑠𝑠𝑡𝑡𝑡𝑡𝑠𝑠𝑠𝑠𝑚𝑚𝑚𝑚𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑚𝑚 =𝜆𝜆_𝑏𝑏 = 0,038 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚

- 𝜆𝜆_{𝑡𝑡+𝑏𝑏}=𝐴𝐴_𝑏𝑏⋅ 𝜆𝜆_𝑏𝑏+𝐴𝐴_𝑡𝑡⋅ 𝜆𝜆_𝑡𝑡 = 0,91⋅0,038 + 0,09⋅0,12 = 0,045 𝑘𝑘/𝑚𝑚𝑚𝑚

3.2.3 TEK-sjekk

TEK-sjekk er benyttet for å kontrollere at bygningen tilfredsstiller alle krav til energibehov og inneklima gitt i TEK17. Energiberegningene utføres i henhold til NS3031. Programmet består av fire synlige regneark; «Inndata», «Beregn»,

«Grafikk» og «Utskrift». (21)

Programmet baserer seg på at brukeren fyller inn inndata om den aktuelle bygningen. Flere av inndata-feltene har nedtrekksmeny med forhåndsinnlagte verdier som kan benyttes. Når alle påkrevde inndata om bygningen er lagt inn, kjøres beregningen. Den ferdige beregningen viser om boligen tilfredsstiller de kravene som stilles i TEK17 eller ikke.

Utskrift-arket benyttes etter at man har foretatt en beregning. Dette arket gir en oversiktlig framstilling av resultatet klart til utskrift.

I rapporten er det lagt inn verdier i seks kategorier i regnearket «Inndata»:

1.Generelt, er opplysninger om plassering, klima og byggeår. Bygningskategori legges også inn, hvor det for Dråpen Moderne legges inn småhus: enebolig.

2.Bygningen, her legges det inn verdier for boligen. Tabell 3-2 viser hvilke verdier som er benyttet. Informasjon om ventilasjonsanlegget og belysningen oppgis også. Her er det benyttet mekanisk balansert ventilasjon med 80 % gjenvinning. Luftmengden er 1,2 (m³/h)/m² og SPF på 1,5. Verdiene vil være avhengig av hvilket ventilasjonsanlegg som benyttes, men det er valgt å benytte de samme verdiene som for Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk.

23 Tabell 3-2: Verdier benyttet i TEK-sjekk, 2.Bygningen

Verdi Enhet

BRA 132 m²

Oppvarmet luftvolum 298 m³

Eksponert omkrets 40,8 m

Normalisert kuldebroverdi 0,03 W/(m²K)

Lekkasjetall 1 Luftomsetning/time

Varmekapasitet 32 Wh/(m²K)

BRA, oppvarmet luftvolum og eksponert omkrets er verdier hentet ut fra

ArchiCAD-tegningen av boligen. Utfordringen var å finne verdier for de resterende punktene da massivtre ikke har standardverdier slik som bindingsverk. For

varmetap er det valgt å bruke en verdi fra nedtrekksmenyen ment for standard småhus med plate på mark. For normalisert kuldebro er det benyttet en verdi for et nybygg i bindingsverk med en lav kuldebroverdi (17). Nøye gjennomtenkte detaljer med fokus på å bryte kuldebroer vil redusere denne verdien. Den mest utfordrende verdien å finne var lekkasjetallet, hvor ingen av standardverdiene kunne benyttes. Det er valgt å benytte den samme verdien som Norgeshus har benyttet for Dråpen Moderne prosjektert i bindingsverk.

3.Konstruksjonstyper, her legges U-verdiene for yttervegg, tak og plate på mark inn. Disse verdiene er beregnet med THERM og presenteres under punkt 4.4. Det er gjennomført TEK-sjekk med både plateisolasjon og blåseisolasjon i ytterveggen.

Kategori 4.Type vinduer/dører, 5.Fasader/bygningskropp og

6.Energiforsyning skal også fylles ut. Det er valgt å benytte de samme verdiene som Norgeshus har for kataloghuset med bindingsverk. Utskrift av beregningene og innsettingsverdiene er vist i vedlegg D-2, D-3 og D-4.

24

4 Analyse og resultat

I kapittelet analyse og resultat er de ulike komponentforslagene presentert og analysert. Basert på analysen vil det velges en løsning. Den valgte løsningen i massivtre vil så sammenlignes med bindingsverk. Videre presenteres og beskrives overgangene for eneboligen prosjektert i massivtre.

4.1 Bygningsdeler

4.1.1 Yttervegg

Flere ytterveggsløsninger er aktuelle når massivtre skal benyttes. Noen av

løsningene skal presenteres sammen med fordeler og ulemper for den respektive metoden.

4.1.1.1 Gjennomgående ytterveggsløsning

En gjennomgående ytterveggsløsning er når man har en komponent med høyere varmeledningsevne enn isolasjon som er gjennomgående for hele ytterveggen. En slik løsning i massivtre kan gjennomføres på to hovedmåter. Den første er at man har en innvendig bærende massivtrevegg med trykkfast isolasjon festet med spesialskruer på utsiden. Den andre løsningen er isolert stenderverk i heltre på utsiden av en bærende massivtrevegg. Generelt vil en løsning med kontinuerlig isolasjon festet med stålskruer gi en bedre U-verdi enn en løsning med påforet utvendig isolasjon med trestendere (22). Figur 4-1 og Figur 4-2illustrerer hvordan de to løsningene kan se ut for en yttervegg i massivtre.

av fordelene med en slik løsning er at den er fuktsikker siden all isolaonen e 25

Figur 4-2: Prinsippskisse for gjennomgående ytterveggsløsning med spesialskruer illustrert av prosjektgruppen

Figur 4-1: Prinsippskisse for gjennomgående ytterveggsløsning med påforing illustrert av prosjektgruppen

Vertikalt snitt

Horisontalt snitt

Vertikalt snitt

Horisontalt snitt

26

En fordel med en gjennomgående ytterveggsløsning er at all isolasjon ligger på utsiden, som vil gi en mer fuktsikker konstruksjon. For løsningen med

heltrestendere vil det være mulig å blåseisolere. Det kan redusere byggetiden betraktelig. Blåseisolasjon vil også gi tettere isolering ettersom det ikke krever ekstra tilpasninger av isolasjonen. Den vil legge seg pent rundt rør og andre tekniske installasjoner samt fylle ut alle hulrom. (23)

For en gjennomgående yttervegg kan man benytte enkel fundamentering. Dette er en fundamenteringsmetode som er vanlig i Norge.

Kuldebroer er en ulempe med en gjennomgående yttervegg. Det oppstår

kuldebroer der materialer med høyere varmeledningsevne bryter isolasjonssjiktet.

For en gjennomgående yttervegg hvor man benytter trykkfast isolasjon med spesialskruer av stål vil stålet forårsake store kuldebroer. Stål har en

dimensjonerende varmekonduktivitet på 50 W/(mK) (14). Sammenlignet har tre en dimensjonerende varmekonduktivitet på rundt 0,12 W/(mK) og mineralull har en verdi på rundt 0,034 W/(mK) (14). Den høye forskjellen i varmekonduktivitet mellom stål og mineralull vil medføre kondensfare. Tre gir ikke fare for kondens da lambdaverdien for tre og mineralull er såpass lik.

Erfaringer med montering av trykkfast isolasjon med spesialskruer viser at det kan ta vesentlig lengre tid enn planlagt (vedlegg E-1). Det skyldes at monteringen av den trykkfaste isolasjonen ofte er mer tidkrevende enn tiltenkt. Økt byggetid vil resultere i økt totalkostnad på et prosjekt.

27 4.1.1.2 Todelt ytterveggsløsning

For en todelt ytterveggsløsning vil de bærende elementene være separert med et rent isolasjonssjikt. Man kan velge å ha utvendig-, kombinert- eller innvendig bæring. Utvendig bæring er når alle laster blir tatt opp i det ytterste bærende sjiktet mens det innerste kun fungerer som en lettvegg. Kombinert bæring er når det innvendige bærende sjiktet tar opp last fra etasjeskiller mens det utvendige tar opp tak-, vind- og snølast. Innvendig bæring er når det innvendige bærende sjiktet tar opp alle vertikale laster og det utvendige tar opp vindlast. For en todelt yttervegg med massivtre benyttes massivtre i det innerste sjiktet. Massivtreet vil fungere som dampsperre for konstruksjonen. For det utvendig bærende sjiktet kan man eksempelvis benytte heltrestendere. Figur 4-3 viser en prinsippskisse for en slik løsning.

Figur 4-3: Prinsippskisse av todelt ytterveggsløsning illustrert av prosjektgruppen

Vertikalt snitt

Horisontalt snitt

28

Det kuldebrobrytende isolasjonssjiktet er den største fordelen med en todelt yttervegg. I likhet med den gjennomgående ytterveggsløsningen er all isolasjonen på utsiden og man får en mer fuktsikker konstruksjon. Det er også mulig å

benytte blåseisolasjon ved todelt yttervegg. Ved bruk av blåseisolasjon vil man, som tidligere nevnt, lettere oppnå tett isolering.

En todelt yttervegg vil i tillegg til lavere kuldebroverdier gi en lavere U-verdi (24).

Det er en mindre andel trevirke i forhold til isolasjon i en todelt yttervegg enn i en gjennomgående yttervegg. Det gjør at ved samme mengde isolasjon vil en todelt yttervegg gi en lavere U-verdi. Det vil derfor være mulig å benytte mindre

isolasjon, men fortsatt ha en like energieffektiv konstruksjon.

Todelt yttervegg er lite brukt i Norge og det er derfor lite erfaring med metoden.

Løsningen kan benytte todelt fundamentering som heller ikke er like vanlig i Norge i dag. Ved å benytte denne løsningen vil det derfor være nødvendig med nøye prosjektering slik at det utføres korrekt på byggeplass.

29 4.1.1.3 Hulromselement

TEWO-veggelement er et eksempel på et hulromselement. Det er utviklet av Termowood AS. TEWO-veggelement består av to lag massivtre separert med trefiberisolasjon. Det er tredybler som holder massivtreelementene sammen.

Disse er gjennomgående for hele konstruksjonen og vil gi et kuldebrobidrag. Figur 4-4 illustrerer et slikt veggelement. (25)

Figur 4-4: Prinsippskisse av hulromselement/TEWO-veggelement illustrert av prosjketgruppen

TEWO-veggelement har ikke behov for kran under montering. Hvert av

elementene veier om lag 25 kg og kan enkelt håndteres av fagfolk. Termowood hevder at ved bruk av deres system kan man redusere byggetiden med inntil 70

% i forhold til andre plassbygde konstruksjoner. (26)

Massivtre regnes som damptett ved en tykkelse på 80 mm eller mer. For den todelte og gjennomgående ytterveggen er massivtreelementet 80 mm tykt og vil fungere som et damptett sjikt. For TEWO-veggelement er hvert av

massivtrelagene 40 mm. Ettersom de to lagene er separert med trefiberisolasjon vil de ikke gi et damptett sjikt. Massivtreet vil derfor ikke fungere som

dampsperre. Det å ikke ha et damptett sjikt er utradisjonelt og kan oppfattes som risikabelt med tanke på fuktsikkerhet. Termowood AS har imidlertid fått

godkjenning fra SINTEF som bekrefter at ved normalt tørt inneklima skal det ikke være behov for ekstra dampsikring ved bruk av deres elementer (27).

Vertikalt snitt Horisontalt snitt

30

4.1.2 Takkonstruksjon

En takkonstruksjon kan utformes på flere måter. Avhengig av hvilket arkitektonisk uttrykk man ønsker kan man benytte seg av skrått eller flatt tak. Kataloghuset Dråpen Moderne har et mer moderne uttrykk og er utført med flatt tak. For

omprosjektering av kataloghuset vil det derfor være aktuelt å se på oppbyggingen av flate tak.

I oppbyggingen av taket kan man velge kompakt eller luftet tak. Hver metode har sine fordeler og ulemper og man må ta en vurdering på hva som egner seg for den gitte konstruksjonen.

4.1.2.1 Kompakte tak

Det som kjennetegner kompakte tak er at konstruksjonen ikke er luftet. Det

resulterer i at snø og is på taket smelter på grunn av varm inneluft. Det må derfor anlegges innvendige nedløp slik at smeltevannet ikke fryser og skaper tette

takrenner. For flate kompakte tak må taktekningen tåle tidvis vanntrykk fra oppdemmet vann på taket. Kompakte tak har begrenset uttørkingsevne som kan føre til fuktproblemer. Man må derfor benytte seg av materialer som tåler fukt og være nøye ved tetting av gjennomføringer og overganger. (28)

Det er tre metoder å utforme et kompakt tak på; rettvendt-, omvendt- og duotak (Figur 4-5). Hovedforskjellen på metodene er hvor membran/taktekning

plasseres. For rettvendte tak er dampsperren plassert over bærekonstruksjonen etterfulgt av isolasjon og taktekning øverst. Omvendte tak har membranen over bærekonstruksjonen etterfulgt av isolasjon og et slitelag øverst. Duotak har isolasjon over bærekonstruksjonen, deretter membran så enda et lag med isolasjon og et slitelag øverst. Rettvendte tak egner seg best hvor det ikke er tiltenkt annen trafikk enn det som trengs for tilsyn og vedlikehold. Omvendte tak egner seg best hvor det er tung trafikk, eksempelvis parkeringsdekker. Duotak brukes hvor det er tenkt lett trafikk, eksempelvis takterrasser med lett trafikk.

(28)

31

Figur 4-5: Prinsipp for oppbygging av kompakte tak (28)

Et kompakt rettvendt tak i massivtre kan være utformet slik; bærekonstruksjon i massivtre, eventuell dampsperre, isolasjonssjiktet, eventuell migreringssperre og taktekning øverst (Figur 4-6). Dampsperren er valgfri siden massivtre er damptett ved 80 mm eller tykkere (4).

Det stilles krav til utførelsen av flate kompakte tak. Takflaten skal utføres med fall på 1:40 og renner skal ha fall på 1:60. Ut over det må det påses at alle

innvendige nedløp er varme og at sluk på tak er fri for is og snø. Det må også legges inn nødoverløp i parapeten for å sikre avrenning ved eventuell oppstuving av vann i sluk. (29)

Figur 4-6: Prinsippskisse flatt rettvendt kompakt tak illustrert av prosjektgruppen

32

4.1.2.2 Luftet tak

Luftet tak har et luftsjikt under taktekningen for å sikre at taket holder seg kaldt.

Uten luftingen vil den varme inneluften varme opp taket. Ved å ha et kaldt tak unngår man at snøen smelter som et resultat av den varme inneluften.

Snøsmelting kan føre til problemer når det er temperaturer under frysepunktet ute. Dersom smeltevannet fryser til is kan det resultere i fuktskader (29).

Luftingen under taktekningen vil hindre syklusen som oppstår ved at snøen smelter for så å fryse til is igjen. Luftet tak er svært effektivt for skrå tak, men flate tak har liten mulighet til effektiv lufting og det er derfor ikke vanlig å benytte luftet flate tak (30).

Ved luftet tak kan det benyttes utvendige takrenner og det er ikke nødvendig å prosjektere innvendige nedløp. Luftet tak er anbefalt for å sikre en

takkonstruksjon med god varmeisolasjon uten kuldebroer. Skrått luftet tak vil være en god løsning med tanke på fuktsikkerhet. (29)

For et luftet tak med massivtre som bærekonstruksjon kan man starte

oppbyggingen slik som i eksempelet for kompakte tak; massivtredekke, eventuell dampsperre etterfulgt av isolasjon. I tillegg benyttes et undertak, horisontal og vertikal utlekting for å sikre tilstrekkelig lufting. Slike takkonstruksjoner kan kles med for eksempel takstein. Figur 4-7 viser en prinsippskisse for et slikt tak.

Figur 4-7 Prinsippskisse for skrått luftet tak i masssivtre

33 Det stilles krav til utførelsen av luftet tak. Blant annet at skrått tak med lufting og utvendig nedløp bør ha fall på minst 10-15 grader (29).

4.1.3 Fundamentering

Kataloghuset Dråpen Moderne er prosjektert uten kjeller. Det vil derfor være fundamenteringsmetodene plate på mark, ringmur med kryperom og åpen fundamentering som er aktuelle.

Åpen fundamentering kan utføres med pilarer, grunnmursstriper eller rammede pæler. Det vil da bli et uteklima under bjelkelaget eller massivtredekket som kan resultere i kalde gulv, trekkproblemer og høyt energiforbruk. (31)

Ringmur med kryperom anbefales generelt ikke for permanente boliger siden det kan gi omfattende fuktskader. (31)

Plate på mark medfører liten masseforflyttning, spesielt på flate tomter. Siden det støpes direkte på grunn vil det ikke oppstå problematikk rundt trekk og lufttetthet.

Det er heller ikke knyttet noen fuktproblemer opp mot metoden. For bygg prosjektert i massivtre er alle tre metodene brukt (32). (31)

Avhengig av hvilken ytterveggsløsning som velges er det ulike

fundamenteringsbehov. For tre av ytterveggsløsningene, de to gjennomgående og hulromselementet, vil en standard enkel ringmur være tilstrekkelig. For den

todelte ytterveggsløsningen vil det være behov for en todelt ringmur eller en annen løsning hvor begge de bærende elementene i ytterveggen får tilstrekkelig understøtte.

For enkel ringmur er det to hovedmetoder; støpe eller benytte prefabrikkerte ringmurselementer. Begge metodene benyttes i Norge i dag og det er god erfaring med løsningene. Ved å støpe kan tykkelsen på ringmuren velges fritt. Det kan være noe mer tidkrevende siden forskaling må settes opp og betongen må herde.

Det er ikke behov for å sette opp forskaling om det benyttes prefabrikkerte ringmurselement. Ulempen er at man er begrenset til de dimensjonene som produseres for valgt ringmurslemenent.

34

Fundamentering under en todelt yttervegg er ikke vanlig i Norge i dag. I denne rapporten er det sett på tre måter å utforme fundamentet under en slik vegg på.

Den første løsningen baserer seg på prinsippet til Leca sine isolerte

ringmurselementer (33). Det er en todelt ringmur med et isolerende sjikt i midten. Figur 4-8 illustrerer hvordan den er tenkt. En av fordelene med denne løsningen er at det isolerende sjiktet vil være med på å redusere kuldebrobidraget og det vil være god støtte under begge de bærende elementene i ytterveggen.

Kuldeverdien for Leca ringmur er beregnet til 0,05 W/(mK) (33).

Figur 4-8: Prinsippskisse for todelt fundament illustrert av prosjektgruppen

35 Den andre løsningen er en kombinasjon av en enkel ringmur og en løsning hvor ringmur og plate støpes i ett. Figur 4-9 viser en prinsippskisse for løsningen. Her er det er et isolerende sjikt mellom de to elementene som vil redusere

kuldebrobidraget. Ulempen er at platen på mark støpes sammen med

understøtten og det blir ikke et isolasjonssjikt mellom bygningsdelene. Det gjør at kulde kan transporteres opp i gulvkonstruksjonen.

Figur 4-9: Prinsippskisse for enkel ringmur med støtte under plate på mark illustrert av prosjektgruppen

36

Den siste løsningen baserer seg på et element Norgeshus har tilgjengelig, Jackon Ringmur RU. Figur 4-10 viser hvordan løsningen er tenkt. Den største fordelen med løsningen er at den er på markedet i dag. Den største ulempen er at det ikke oppnås et kuldebrobrytende sjikt mellom ringmuren, bunnsvillen og platen på mark. Under ringmuren er det ikke et isolerende sjikt som kan hindre kulde i å bevege seg opp i konstruksjonen. Kuldebrobidraget kan derfor bli større for denne løsningen enn for de to foregående. I teknisk godkjenning fra SINTEF er

kuldebroen beregnet til 0,10 W/(mK) (47).

Figur 4-10: Prinsippskise av Jackon Ringmur RU illustrert av prosjektgruppen

37 4.1.4 Etasjeskiller

Som etasjeskiller kan det benyttes krysslagte elementer, kantstilte elementer eller samvirkeelementer. Samvirkeelementer er massivtreelementer i kombinasjon med andre materialer. Aktuelle materialer kan være påstøp i betong eller

bjelkelag/tilfarergulv. Fordelen med samvirkeelementer er at det gir gulkonstruksjonen økt stivhet. (34)

Massivtredekker kan være eksponert. Ifølge Spitkon er det likevel vanlig å legge parkett over dekket. Det er fordi etasjeskilleren ofte blir brukt som arbeidsflate og kan ha tatt skade under byggefasen.

4.2 Pris

4.2.1 Overslagspris for yttervegg i massivtre

Det er foretatt et prisoverslag for å kunne sammenligne de ulike

ytterveggsløsningene. Alle priser er eksklusive merverdiavgift og baserer seg på prisen for 1 m² vegg uten utsparinger. Priser er hentet fra Norsk Prisbok og aktuelle leverandører. Isolasjonstykkelser for de ulike ytterveggsløsningene baserer seg på å oppfylle minstekravene i TEK17. Trevareprisene baserer seg på treprisen vår 2021 og oppleves noe ustabile.

Norsk Prisbok har ikke pris på massivtre og Splitkon ble derfor kontaktet. Det ble oppgitt at pris for massivtre med formatering ligger på om lag 8 000 kr/m³. Denne prisen inkluderer ikke frakt. Videre ble Ove Skaar AS kontaktet etter anbefaling fra Splitkon. Med bakgrunn i materialprisen på 8 000 kr/m³ ble det estimert en kvadratmeterpris på monterings- og materialkostnad for massivtre.

Monteringskostanden endte på 73,92 kr/m² og materialkostnaden på 640 kr/m². Totalt utgjør dette 713,92 kr/m².

For pris på REDAir FLEX systemet ble Rockwool kontaktet. Det ble utført beregninger som viser at ved å benytte dette systemet trengs kun 150 mm isolasjon (vedlegg F-1). Rockwool beregnet pris på REDAir FLEX for Dråpen Moderne prosjektert i massivtre basert på informasjonen gitt i vedlegg F-2. Det ble oppgitt en materialkostnad på 57 050,33 kr for hele bygget. Med et utvendig